金版教程2017人教新课标物理一轮课件72电路基本规律

必考部分第7章 恒定电流第2讲

电路

电路的基本规律板块一主干梳理·对点激活I1＋I2＋…＋InU1＝U2＝…＝UnI1＝I2＝…InU1＋U2＋…＋UnR1＋R2＋…＋RnR1

R2Rn

RR2

R1

R

R1R1

R2Rn

RR2

R1

R

R12.电流表、电压表的改装

(1)小量程电流表(表头)①工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的_线圈组成。当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度

越大，从表盘上可直接读出电流值。②三个参数：满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝IgRg。(2)表达式：E＝

。知识点

2

电源的电动势和内阻

Ⅰ1.电动势(1)定义：电动势在数值上等于

非静电力

把

1

C

的正电荷在

电源内部

从负极移送到正极所做的功。Wq物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。特点：大小由非静电力

的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。2.内阻：电源内部也是由导体组成，也有电阻

r，叫做电源的内阻

，它是电源的另一重要参数。知识点

3

闭合电路的欧姆定律

Ⅱ1.闭合电路欧姆定律内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成

正比

，跟内、外电阻之和成反比

。公式

E

①I＝

R＋r

(只适用于纯电阻电路)；②E＝

U

外＋Ir

(适用于所有电路)。2.路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝

E

R＝

E R＋

·

rr

1＋R当R增大时，U

增大特殊情况①当外电路断路时，I＝0，U＝

E

E②当外电路短路时，I

短＝

r

，U＝0E－Ir电动势短路电流电源的内阻EII2rUIUE双基夯实)一、思维辨析无论是串联电路还是并联电路，只要其中电阻变大，总电阻就变大。(√)电流计改装电压表时，串联的电阻越大，改装的电压表的量程越大。(√)电源的电动势与外电路无关，由电源中非静电力的性质决定，但与电源的体积有关。(×闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。(√)外电阻越大，电源的输出功率越大。(×)6．电源的输出功率越大，电源的效率越高。(

×

)()二、对点激活1．[对电动势概念的理解]关于电源的电动势，下面正确的叙述是A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压

B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大解析

电源的电动势数值上等于外电路断开时的路端电压。由于电源有内阻，电压表测得的电压应低于电源电动势，故选项

A

错；电源的电动势由电源本身构造决定，与其他因素无关。故选项

B、D

均错，只有选项

C

正确。2．[闭合电路欧姆定律的应用]有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E

的电源上，电路中的电34I流为

I；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为 ，则电源的内阻为(

)RA．R

B.2C．4R

D.R84

R3

2解析

由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得

E＝I(2R＋r)，E＝

I

＋r，由以上两式可得r＝4R，选项C

正确。A．3．[电源的功率和效率的计算](多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为

R，将它接在电动势为

E、内阻为

r

的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则(

)电动机消耗的总功率为UIU2B．电动机消耗的热功率为RC．电源的输出功率为EID．电源的效率为1－Ir解析E电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A

选项正确；电动机消耗的热功率为I2R，UB

选项错误；电源的输出功率为UI，C

选项错误；电源的效率为E＝EIrE－Ir＝1－E，D

选项正确。解析

灵敏电流表

G

串联电阻分压，改装为电压表；G

并联小电阻分流，改装为电流表。电压表量程g

g为U＝I

(R

＋R)g，R

增大，U

增大，C

选项正确。电流表量程为I＝I

＋I

Rg

gR，R

增大，I

减小，所以B

选项正确。解析 判断电路是串联的还是并联的，最好的办法是从图中电源的正极出发，用铅笔轻轻地沿电流的路径“走”上一圈，回到电源的负极。在这一圈中，如果一直没有“分岔”，即出现支路，则为串联电路；如果“分岔”，各支路电流汇合后又流回负极，则为并联电路。AB、C板块二考点细研·悟法培优点击观看考点视频②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：U串↓

U并↑I串↓←R↑→I并↑P串↓

P并↑极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。特殊值法对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。提示：变大。提示：电位器与L2

串联，再与R2

并联，再与L1

串联，最后与R1

并联。尝试解答

选

B。当向a

端滑动时，R

的电阻变大，总电阻变大，由E＝I

总R

总可知，总电流变小，由U

内＝I

总r

可知U内变小，由U

路＝E－U

内，可知U

路变大。第一级是R1

与右边电阻并联，R1

为定值电阻，U

路＝UR1

变大，R1所以

I

＝UR1R1总L

R1

L

1

1也变大，由

I

＝I

－I

，I

变小；第二级是

L

与右端其他电阻串联，L

为定值电阻，由于IL

变小，所以UL1变小，由UR2＝U

路－UL1可知UR2变大；第三级是L1和R

串联后，再与R2

并联，R2

为定值电阻，UR2

变大，所以IR2

变大，IL2＝IL1－IR2，所以IL2

变小，所以L2

变暗，L1

变暗。答案为B

选项。总结升华电路动态分析的一般步骤明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R

外总如何变化。总外总R

＋r(3)根据闭合电路欧姆定律

I

＝

E

，确定电路的总电流如何变化。由U内＝I

总r

确定电源的内电压如何变化。由U＝E－U内确定路端电压如何变化。确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。总

总总R

↓内

总

路

内

E

解析

R0向下滑，R0减小、R

减小，↑I

＝

，↑U

＝I

↑r，↓U

＝E－U

↑，因此电压表示数减小，接下来看第一级：定值电阻R1

与右端总电阻串联，先看定值电阻R1，I

总＝I1

变大，所以UR1

增大，路并

并R1

2

0

2由↓U

＝U

↑＋U

可知

U

减小。看第二级：定值电阻

R

与

R

并联，U

＝U并2U2R2减小，所以

I

＝

减小，电流表示数也减小，所以D

选项正确。解析图中L1与滑动变阻器串联后与L3并联，然后再与L2

串联，最后接在电源上构成闭合电路，V1测并联部分电压，V2

测L2

两端的电压。当滑动变阻器的滑片P

右移，其连入电路的阻值变大，总阻值变大，由闭合电路的欧姆定律得，干路电流I

变小，L2

中电流变小，灯L2变暗，A

错；干路电流变小，内电压变小，L2

两端电压变小，并联部分电压变大，由闭合电路知识得：ΔU1＝ΔUr＋ΔU2，两边同除以ΔI

可得：ΔIΔU1＝ΔUr

ΔU2ΔI

＋ΔI

＝r＋RL2，则C、D

错，B对。④当P

出<Pm

时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1

和R2，且R1·R2＝r2。⑤P

出与R

的关系如图所示。4.电源的效率

(1)任意电路P出总Uη＝P

×100%＝E×100%(2)纯电阻电路R＋r

r1＋Rη＝

R

×100%＝

×100%

1

因此R

越大，η

越大；当R＝r

时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。提示：R2

与L

并联再与R1

串联，R

外＝4

Ω。提示：先变大后变小，当R

外＝r＝2

Ω

时，输出功率最大。尝试解答

选

D。当外电路电阻等于电源内阻R

外＝r＝2

Ω时，电源的输出功率最大，开始时R

外1＝4

Ω，输出功率P0，当P

向右滑到R1＝1

Ω

时，R

外′＝2

Ω，此时输出功率最大，再向右滑动，输出功率又减小，所以A、B都是错误的。S2

断开时R

外2＝R1＋R2＝5

Ω，R

外≠r，C

错误。当输出功率P0

时对应两种情况的电阻，应满足

R外1·R外3＝r，则

R

外

3＝1

Ω，因此

D

正确。总结升华闭合电路欧姆定律中的功率的最值问题(1)定值电阻的功率：P

定＝I2RR

为定值电阻，P

定只与电流有关系，当R

外最大时，I

最小P

定最小，当R

外最小时，I

最大P

定最大。(2)电源的输出功率：P＝E2R外E2外

外(r＋R

)

(R

－r)2

2R外＋4r＝

。当R

外＝r

时，P

出功率最大。(3)变化电阻的功率的最大值利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R

变＝r′时，P

变有最大值。解析

为了使表述一目了然，可以用符号表示各量的变化趋势：用“↑”表示量值增大，“↓”表示量值变小，不标箭头表示量值不变，则本题解答过程可表示为：并

外r＋R外滑动变阻器滑片

P

向下滑动，R↓→R

↓→R

↓，由闭合电路欧姆定律

I＝

E

I↑，由电源内推得电路消耗功率P

内＝I2r

可得P

内↑，A

正确。U

外↓＝E－I↑r，可知灯泡L1

变暗，D

错。U1↑＝(I↑－IL1↓)R1，UL2↓＝U

外↓－U1↑，PL2↓＝RL2U2L2↓

I2R外

R外 I

(R外＋r)R外＋r，故灯泡L2

变暗，B

正确。电源效率η↓＝

2

＝

＝

1

1＋R外↓

r

，故C

正确。直流电路中的电容和电阻：在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降压作用，但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联，电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势E，而是路端电压U。电容器的极性判断：在含电容器电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象。尝试解答

选

BC。S

断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a

点电势与电源负极电势相等，而b

点电势与电源正极电势相等，A

错误；S

断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而1

2

1

2

1

1

2

2C

>C

，由

Q＝CU

知此时

Q

>Q

，当

S

闭合时，稳定状态下

C

与

R

并联，C

与

R

并联，电路中电流

I＝

E

R1＋R2＝2

A，此时两电阻两端电压分别为U1＝IR1＝6

V、U2＝IR2＝12

V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1′＝C

U

＝3.6×10

C—－5

51

1

2

2

2

1、Q

′＝C

U

＝3.6×10

C，对电容器

C

来说，S

闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C

正确，D

错误。总结升华含容电路的分析方法(1)稳态含容直流电路电容器处于稳定状态时，相当于断路，此时的电路具有以下两个特点：①电容器所在支路无电流，与电容器直接串联的电阻相当于一根无电阻导线；②电容器上的电压就是与含有电容器的那条支路并联部分电路的电压。弄清电路结构是解决稳态含容直流电路问题的关键。(2)动态含容直流电路若直流电路结构发生改变，电容器两端的电压往往会产生相应的变化，从而在电路中产生短暂的充放电现象，使电容器的电荷量发生改变，试题通常要求求出这个电容器所带电荷的电荷量的改变量及充、放电电流的方向。对于这类问题，只要抓住初、末两稳定状态，如果变化前后极板所带电荷的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和。①应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况。②根据平行板电容器的相关知识进行分析求解。解析

将滑动变阻器滑片

P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A选项错误；路端电压变大，电阻

R两端电压变大，电容器

C两端电压变大，电容器

C上电荷量增加，C选项错误，D

选项正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡

L

的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比

r

大得越多，输出功率越小，B

选项正确。故正确答案为

B、D。答案

1.92×10－5

C3

2

2R1＋R2＋r2解析

S

断开，C

相当于断路，R

中无电流，C

两端电压即

R

两端电压

U

＝

E

·R

＝3

V。Q＝2CU

＝12—6×10

C1

1，且a

板带正电，b

板带负电。S闭合，C

两端电压即R

两端电压，由电路分析：U

＝R1

ER1＋R2

r＋R外外·

·R

＝1.8

V1－6。Q′＝CU

＝7.2×10

C，且a

板带负电，b

板带正电。据此通过电流表的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5

C。点击观看考点视频续表图象上的特征物理意义电源U­I

图象电阻U­I

图象图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路

E电流r过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I

比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率的大小内电阻r电阻大小提示：求斜率。提示：据U＝E－Ir，与纵轴的截距表示电动势E，斜率的绝对值表示电源的内阻r。尝试解答

选

AD。由于电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ和电阻R

的U­I图线Ⅱ都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5

Ω；电阻R

的U­I

图线Ⅱ的斜率等于电阻R

的阻值，R＝1.5

Ω，选项A

正确，B

错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R

的U­I

图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0

W＝1.5

W，选项C

错误；由EI＝P＋Pr解得电源内部消耗的功率为Pr＝EI－P＝3.0×1.0

W－1.5

W＝1.5

W，选项D

正确。总结升华U­I

图象的一般分析思路明确纵、横坐标的物理意义。明确图象的截距、斜率及交点的意义。找出图线上对应状态的参量或关系式。

(4)结合相关概念或规律进行分析、计算。解析

电源的

U­I图线

A在纵轴上的截距表示电源电动势为

3V，图线

A、B的交点表示电路工作点，对应的工作电压为

U＝2

V，工作电流为

I＝2

A。用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率

P

出＝UI＝2×2

W＝4W，电源的总功率P总＝EI＝3×2W＝6

W。选项D

正确。1 1

1解析

P

＝U

I

＝4×2

W＝8

W，2 2

2P

＝U

I

＝2×4

W＝8

W，选项A

错误、1B

正确；η

＝U

I1

1EI12，η

＝U

I2

2EI2，可得η1>η2，选项C

正确、D

错误。2.假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法。aD提示：高电势

a

点提示：并联路段之外无断路或并联路段内无短路并联路段有断路或并联路段内有短路。尝试解答

(1)a

D (2)BD。应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a

点电势高于b

点电势，知红表笔应接触a。由表1

条件可知，d、f

间有示数，则d－c－a－干电池－b－f

间无断路，故d、f

段断路，选项D

正确；若灯A

短路或灯B

短路，不会造成A、B

灯都不亮